Application of MgSO4 • 7H2O and Fly Ash as a Reinforcement in the Matrix of Solid Ceramic Units

Authors

DOI:

https://doi.org/10.22395/rium.v17n32a2

Keywords:

Ceramics, clays, bricks, fly ashes.

Abstract

Chemical compositions obtained by XRF from clay and fly ash from coal combustion in a hive furnace are reported. The quantities of clay, fly ash and magnesium sulphate (MgSO4 · 7H2O) were selected according to their chemical composition to achieve total efflorescence on the surface of the brick (solid ceramic unit). Once the masonry units were formed by pressing, they were treated at 400 °C for two hours to remove moisture, and once they reached 950 °C, they were cooked at this temperature for three hours. The chemical composition of the efflorescence on the surface of the specimens was established by XRF, the cross section of a brick was morphologically analyzed and, finally, the specimens were subjected to compression tests to determine their resistance and maximum water absorption, taking into account Colombian technical standard NTC 4205.

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Author Biographies

Karol Lizeth Roa Bohórquez, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC)

Ingeniero Industrial, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC)

Integrante del grupo de investigación Geoquímica Ambiental (GEAM)

Ricardo Alfonso Paredes Roa, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC)

Candidato a Mágister en Metalurgia Ciencia de los Materiales. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC)

Ingeniero Industrial, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC)

Integrante del grupo de investigación Geoquímica Ambiental (GEAM)

Luis Ángel Lara González, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC)

- CANDIDATO A DOCTOR EN INGENIERÃA Y CIENCIA DE LOS MATERIALES. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC)

- MAESTRIA EN METALURGIA Y CIENCIA DE LOS MATERIALES. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC)

- PREGRADO UNIVERSITARIO EN INGENIERÃA INDUSTRIAL. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC)

 

References

[1] E. Juárez Badillo y A. Rico Rodríguez, Mecánica de suelos. México: Limusa, 1996.

[2] G. Reeves et al., “Clay materials used in construction,†London: Geological Society of London, 2006.

[3] J. MartiÌn MartiÌn et al., MineralogiÌa de arcillas ceraÌmicas. CastelloÌn de la Plana: Universitat Jaume I, 2005.

[4] I. Bernal de Ramírez et al., “Análisis próximo de arcillas para cerámica,†Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 27, pp. 569-578, 2003.

[5] J. Morales Güeto, Tecnología de los materiales cerámicos. Madrid: DiÌaz de Santos, 2005.

[6] D. Askeland, y G. GarciÌa, Ciencia e ingenieriÌa de los materiales. MeÌxico: International Thomson Editores, 1998.

[7] M. Carretero LeoÌn y M. Pozo RodriÌguez, MineralogiÌa aplicada. Madrid: Thomson-Paraninfo, 2007.

[8] S. Crespo Escobar, Materiales de construcción para edificación y obra civil. 2010.

[9] M. Barreda et al., “Determinación de sales solubles y eflorescencias en tejas cerámicasâ€, Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, 49(3), pp.189-196, 2010.

[10] C. Grossi y R. Esbert, “Las sales solubles en el deterioro de rocas monumentales. Revisión bibliográficaâ€, Materiales de Construcción, 44(235), pp.15-30, 1994.

[11] J. Rincón y M. Romero, “Prevención y eliminación de eflorescencias en la restauración de ladrillos de construcciónâ€, Materiales de Construcción, 51(261), pp. 73-78, 2001.

[12] P. López-Arce, “Daños por cristalización de sales. En: La conservación de los geomateriales utilizados en el patrimonioâ€, Programa Geomateriales, pp. 97-105, 2012.

[13] J. Osuna, Estudio general sobre la eflorescencia en obra. Frupesa. Madrid, 1998.

[14] S. Grimán et al., “Influencia de las variables de procesamiento tecnológico industrial en la aparición del defecto de eflorescencia en piezas de arcilla cocidaâ€, Revista Politécnica, 36(1), 2015.

[15] F. Lasheras Merino, “Actas del 4º Congreso de Patología y Rehabilitación de Edificios. Patorreb 2012â€, en 4º Congreso de Patología y Rehabilitación de Edificios. Patorreb, Madrid, 2012.

[16] A. GarciÌa Verduch y V. Sanz Solana, Velos, florescencias y manchas en obras de ladrillo. CastelloÌn: Faenza Editrice IbeÌrica, 1999.

[17] J. González et al., “Concentración de vanadio y níquel en cenizas volantes por combustión controladaâ€, Interciencia, vol. 29, n.° 9, pp. 504-509, 2004.

[18] I. Iglesias, A. Acosta, E. García Romero y J. Rincón, “Mejora de las propiedades cerámicas de arcillas comunes por adición de ceniza volante GICCâ€, en XXIV Reunión de la Sociedad Española de Arcillas, Universidad de Sevilla, 2015, pp. 31-32.

[19] Suelos. Ensayo para determinar el límite plástico e índice de plasticidad, NTC 1493, 2006.

[20] Suelos. Ensayo para determinar el límite líquido, NTC 1494, 2006.

[21] Ingeniería civil y arquitectura. Unidades de mampostería de arcilla cocida. Ladrillos y bloques cerámicos, NTC 4205, 2000.

[22] A. Alvarado, El origen de los suelos. Turrialba, Costa Rica: Catie, 1985.

[23] L. De Pablo, “Las arcillas y clasificación, identificación, usos y especificaciones industrialesâ€, Sobretiro del Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana, 28, 1964.

[24] J. Molina, “Evaluación de mezclas de arcillas para la fabricación de ladrillos refractarios que sirvan para la reconversión tecnológica de los hornos utilizados en norte de Santanderâ€, Revista de Investigaciones Universidad del Quindío, 1(26), 2014.

[25] J. Díaz Zamora, “Fabricación de mulita a partir de alúmina y sílice mediante molienda y variación en la composición Químicaâ€, 2015.

[26] E. Galán y P. Aparicio, “Materias primas para la industria cerámicaâ€, Seminarios de la Sociedad Española de Mineralogía, 2, pp. 31-49, 2006.

[27] A. Avgustinik, CeraÌmica. Barcelona: Editorial ReverteÌ, 1983.

[28] K. Skinner et al., “Effect of TiO2, Fe2O3, and Alkali on Mineralogical and Physical Properties of Mullite-Type and Mullite-Forming Al2O3-SiO2 Mixturesâ€, Journal of the American Ceramic Society, 36(11), pp. 349-356. Thomson Editores, 1953.

[29] F. Wahl, “High-temperature phases of tree-layer clay minerals and their interactions with common ceramic materialsâ€, Journal of the American Ceramic Society, 44, pp. 676-681, 1965.

[30] J. González et al., “La arcilla como material cerámico. Características y comportamientoâ€, Cuadernos de Prehistoria y Arqueología de la Universidad de Granada, 8, pp. 479-490, 1983.

[31] D. Betancourt et al., “Influencia de la adición de carbonato de calcio en la eficiencia energética de la producción de ladrillos de cerámica rojaâ€, Revista Ingeniería de Construcción, 22(3), pp. 187-196, 2007.

[32] I. Kostov, Mineralogy. Edinburgh: Oliver & Boyd, 1968.

[33] J. Everhart, “Use of auxiliary fluxes to improve structural clay bodiesâ€, Journal of the American Ceramic Society, 36, pp. 268-271, 1965.

[34] N. Hipedinger et al., “Comportamiento termomecánico de hormigones refractarios de liga fosfato. Influencia de los áridos en las propiedadesâ€, Actas Jornadas SAM-Conamet, pp. 977-984, 2001.

[35] J. Lasquibar y C. Ribera, “Refractarios de magnesia-carbono para cucharasâ€, Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, 28(5), pp. 385-393, 1989.

[36] R. Hevia, “Materias primas: Importancia de su conocimiento para la formulación cerámicaâ€, Cerámica y Cristal, 145, pp. 48-52, 2012.

[37] M. Frías et al., “Novedades en el reciclado de materiales en el sector de la construcción: adiciones puzolánicasâ€, Instituto Eduardo Torroja (CSIC), 2008.

[38] R. Loaiza y S. Steward, “Incidencia de la arcilla expandida térmicamente en los procesos de corrosión del acero de refuerzo del concreto liviano estructuralâ€, Universidad Nacional de Colombia, 2014.

[39] M. Fratelli, Suelos, fundaciones y muros. Caracas, Venezuela: M. G. Fratelli, 1993.

[40] A. Puy Santín, “Influencia de la temperatura en el límite líquido para suelos con diferentes índices de plasticidadâ€, M.Sc. Tesis, Universidad Politécnica de Cataluña, Barcelona, CAT, España, 2005.

[41] T. García, J. Bastida, J. De La Torre, V. Steve, T. Lores And J. Serrano, “Plasticidad y características composicionales de arcillas industriales de la zona minera de Teruel (España)â€, Boletín de la Sociedad Española de Mineralogía, vol. 19, n.° 2, pp. 101-117, 1996.

[42] L. Valdez Guzmán y G. Suarez Alcivar, “Hormigones livianosâ€, B.S. Tesis, Escuela Superior Politécnica del Litoral, Guayaquil, GYE, Ecuador, 2010.

[43] R. Hevia, Materias primas no convencionales en cerámica. Bogotá: Fundación Emprenin, 2006.

[44] W. Cole and E. R. Segnit, “High temperature phases developed in some kaolinite-mica-quartz claysâ€, Transactions & Journal of the British Ceramic Society, 62, pp. 375-395, 1963.

[45] B. M. Das, Principios de ingeniería de cimentaciones. 4ta edición. México: International, 2001.

[46] J. M. Rincón and M. Romero, “Basis and classification of efflorescences in construction bricksâ€, Materiales de Construcción, 50(260), pp. 63-69, 2000.

[47] R. T. Martin, “Absorbed water on clays: A reviewâ€, Clays Clay Miner, 9, pp. 28-71, 1962.

[48] E. Amrein, “La lucha contra las eflorescenciasâ€, Materiales de Construcción, 11(104), 1961.

[49] R. B. Montoro, “Terms used in the Pathology and Restoration of Brick Masonryâ€, Revista Electrónica, 4, pp. 47-50, 2014.

[50] J. B. C. Airan, “Petrografía y Mineralogía de arcillas en relación con procesos de cocción rápidaâ€, Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, 21, pp. 15-22, 1982.

[51] A. G. Verduch, “El empleo del cuarzo en las composiciones de cerámica blancaâ€, Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, 13(5), pp. 409, 1974.

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Published

2018-07-04

How to Cite

Roa Bohórquez, K. L., Paredes Roa, R. A., & Lara González, L. Ángel. (2018). Application of MgSO4 • 7H2O and Fly Ash as a Reinforcement in the Matrix of Solid Ceramic Units. Revista Ingenierías Universidad De Medellín, 17(32), 35–49. https://doi.org/10.22395/rium.v17n32a2

Issue

Vol. 17 No. 32 (2018): January-June

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